人教版化学-九年级上册第二单元我们周围的空气学案

第二单元 我们周围的空气

课题1 空气

【学习目标】

1．通过对“测定空气里氧气含量”的实验操作，观察、分析、了解空气的组成。 2．通过对空气、氧气等几种物质的比较，了解混合物和纯净物的概念。 【重点难点】

1．测定空气里氧气含量的实验操作。

2．了解空气的组成、各成分的用途并认识空气污染的危害。

3．如何指导学生观察实验现象，引导学生初步学习分析实验现象的方法。 学习内容一 空气的组成 【学习指导】

阅读课本第26－27页的有关内容，完成下列问题。 拉瓦锡实验的原理：(1)汞＋氧气――→加热

氧化汞 (2)氧化汞――→加热汞＋氧气

实验现象分析：实验(1)中的现象是银白色的液体变成了红色的粉末。

容器里空气体积减少约1/5，消耗掉的是氧气；容器里剩余的约4/5体积的气体是氮气。 实验(2)中的现象是红色的粉末变成了银白色的液体。 实验结论：空气由氧气和氮气组成。 课本中实验2－1测定空气里氧气的含量

【讨论交流】

1．红磷燃烧生成五氧化二磷，说明空气中含有什么样的气体？

2．为什么红磷燃烧时只消耗了钟罩或集气瓶内的气体的1/5而不是全部呢？

【温馨交流】

1．红磷燃烧生成五氧化二磷，说明空气中含有氧气。

2．红磷燃烧时只消耗了氧气，约为总体积的1/5，剩下不支持燃烧的氮气约占4/5。空气是无色、无味的气体，它不是单一的物质，是由多种气体组成的。空气中的主要成分是氧气和氮气。

【名师归纳】

1．拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气占空气总体积的1/5，而在我们的实验中，为什么气体减少的体积小于1/5?

可能存在的原因有：(1)装置漏气；(2)红磷的量不足；(3)没有冷却就打开了弹簧夹。

2．空气含氧量测定实验的关键：装置气密性好，红磷量要求足量且要等到集气瓶冷却到常温才开始记录水面位置。

【反馈练习】

1．空气成分中，体积分数约占78%的是(A)

A．氮气 B．氧气

C．二氧化碳 D．稀有气体

2．现有一充满空气的瓶子，要将其中的氧气除去，又不增加其他气体的成分。下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是(D)

A．木炭 B．硫磺 C．铁丝 D．红磷

3．下列关于稀有气体的叙述中，错误的是(C)

A．曾被称为惰性气体

B．都是无色、无味的气体

C．都不能与其他物质发生化学反应

D．稀有气体有广泛的用途

4．测定空气中氧气含量的实验中：①液面上升小于1/5的可能原因是：红磷的量不足；装置的气密性不好；未待冷却就打开了弹簧夹。

②能否用铁、铝代替红磷？不能，原因是它们在空气中不能燃烧。

能否用碳、硫代替红磷？不能，原因是燃烧生成物是气体，反应前后瓶内压强无变化，水不会进入集气瓶。

学习内容二混合物和纯净物

【学习指导】

阅读课本第27页的内容，完成下列填空。

1．由一种物质组成的物质叫纯净物。纯净物可以用专门的符号表示，如：氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、红磷(P)、五氧化二磷(P2O5)。

2．混合物是由多种物质混合而成的，这些物质之间没有发生反应，各自保持着各自的性质。例如：空气中的氮气、氧气、二氧化碳等都保持着各自的性质。

【讨论交流】

混合物与纯净物的区别与联系是什么？

【温馨点拨】

混合物分离、提纯

混合纯净物

【名师归纳】

物质可分为纯净物和混合物，混合物是由两种或多种纯净物组成的。判断一种物质是纯净物还是混合物，关键是看这种物质由几种物质组成。

【反馈练习】

1．下列是我们日常生活中接触到的物质，其中属于纯净物的是(B ) A ．碘酒 B ．蒸馏水 C ．可乐饮料 D ．铝合金

2．下列物质中，属于混合物的是(C ) A ．氢气 B ．冰水 C ．空气 D ．镁

3．下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是(C ) A ．糖水、白酒 B ．铁矿石、氧气 C ．冰水混合物、盐水 D ．氮气、氧气

4．下列物质：①海水 ②铜 ③食盐水 ④空气 ⑤氮气 ⑥泥水 ⑦二氧化碳 ⑧矿泉水中，请填空：

(1)属于混合物的是①③④⑥⑧； (2)属于纯净物的是②⑤⑦。 学习内容三 空气的用途、污染和防治

【学习指导】

阅读课本第28－31页的有关内容，完成下列问题。

1．常见气体的用途

①氧气：供呼吸，如潜水、医疗急救；支持燃烧，如燃料燃烧，炼钢等。

②氮气：保护气(化学性质不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻。

③稀有气体(氦、氖、氩、氪等的总称)：保护气、电光源(通电发出不同颜色的光)、激光技术。

2．空气的污染及防治：对空气造成污染的主要是有害气体和烟尘。有害气体包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳。计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒和臭氧。

3．空气污染的危害、保护空气

危害：严重损害人体健康，影响作物的生长，破坏生态平衡，全球气候变暖，臭氧层破坏和酸雨等。

保护空气的措施：加强大气监测，改善环境状况，使用清洁能源，积极植树造林、种草以保护大气。

【名师归纳】

1．氮气和稀有气体作为保护气，是利用它们的稳定性，但稳定是相对的而不是绝对的，在一定条件下，它们也能与某些物质发生化学反应。

2．在日常生活中，人们越来越关注每日空气质量的高低变化就是保护空气的前提。加强空气质量监测，有针对性地改善环境状况，是我们常常采取的一种措施。现在很多城市都有空气质量的监测和日报。

【反馈练习】

1．不同寻常的低温会导致北极上空形成臭氧洞。臭氧(O3)属于(B)

A．氧气 B．空气污染物

C．混合物 D．稀有气体

2．人类需要洁净的空气。目前我国城市空气质量日报中的污染物不包括(B)

A．可吸入颗粒物 B．二氧化碳

C．二氧化氮 D．二氧化硫

3．由于森林过量砍伐、草场大面积开垦，土地出现沙漠化，导致某市今年出现了近几年来最严重的沙尘暴天气。沙尘暴天气使空气中增加了大量的(A)

A．可吸入颗粒物 B．一氧化碳

C．二氧化氮 D．二氧化硫

4．请从①氢气②氮气③氧气④二氧化碳⑤二氧化硫⑥氦气等六种气体中，按要求将相应物质的序号填写在题中的空白处。

(1)属于空气污染物的气体是⑤；

(2)能支持燃烧的气体是③；

(3)焊接金属时常用作保护气的是②；

(4)绿色植物光合作用吸收的气体是④。

课题2 氧气

【学习目标】

1．知道氧气的性质，掌握硫、磷、碳与氧气反应的现象，文字表达式。

2．认识化学反应，掌握化合反应、氧化反应、缓慢氧化等概念。

【重点难点】

1．氧气的化学性质及化学反应的概念。

2．理解氧气的化学性质比较活泼。

学习内容一氧气的性质

【学习指导】

阅读课本第33－35页的有关内容，完成下列填空。

1．氧气的物理性质：氧气是一种无色，无味，比空气密度略大的气体。它不易溶于水，在标准大气压下，－183 ℃时变为淡蓝色液体，在－218 ℃时变成淡蓝色雪花状的固体。工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色的钢瓶中。

2．氧气的检验

操作方法：将带火星的小木条放在集气瓶内。实验现象：带火星的木条复燃。实验结论：氧气具有助燃性。

3．氧气的化学性质

同学们分为3个小组，第1小组演示木炭燃烧的对比实验；第2小组演示硫燃烧的对比实验；第3小组演示铁丝燃烧的对比实验，然后填写下表：

氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应，具有氧化性。

【讨论交流】

铁丝在氧气中燃烧，集气瓶中预先装少量水或铺一层细沙有何作用？火柴起什么作用？为何要待火柴快燃尽时，才将铁丝伸入氧气中？

【温馨点拨】

防止反应时产生的高温熔化物溅落下来炸裂瓶底；引燃；以免火柴燃烧消耗氧气。

【名师归纳】

1．可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧要剧烈。

2．某些在空气中不能燃烧的物质，在氧气中能燃烧，说明氧气的化学性质比较活泼。

3．物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发生反应，由于空气中氧气的含量较少，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈，即物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。

【反馈练习】

1．下列物质能在空气中燃烧，且产生大量白烟的是(C)

A．木炭 B．硫粉 C．红磷 D．铁丝

2．二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验得出氧气约占空气总体积的1/5，有关氧气的叙述正确的是(B)

A．具有可燃性

B．铁丝在氧气中燃烧火星四射

C．硫在氧气中燃烧生成三氧化硫

D．木炭在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体

3．下列说法错误的是(B)

A．红磷在氧气中燃烧时，产生大量白烟

B．木炭在氧气中燃烧时，发出白光，生成黑色固体

C．铁丝在氧气中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D．硫粉在氧气中燃烧时，发出蓝紫色火焰，闻到刺激性气味

学习内容二化合反应和氧化反应

【学习指导】

阅读课本第35页的相关内容，完成下列填空。

1.氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。物质与氧气发生的反应属于氧化反应。化合反应是化学反应的基本类型，而氧化反应不是化学反应的基本类型。

2．燃烧是剧烈的氧化反应，它发光、放热。缓慢氧化也是氧化反应，它不发光，但放热。如动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟。

【讨论交流】

蜡烛在空气中燃烧是什么类型的反应？ 【温馨点拨】

蜡烛燃烧是蜡烛与空气中的氧气发生氧化反应，生成二氧化碳和水，反应的文字表达式为：蜡烛＋氧气――→点燃

二氧化碳＋水。

【名师归纳】

1．氧化反应中的“氧”不能单纯理解为氧气。 2．缓慢氧化是一个放热反应。 【反馈练习】

1．下列叙述中正确的是(D )

A ．氧化反应只能生成一种物质，因为氧化反应一定是化合反应

B ．化合反应必须是物质与氧气反应且生成的物质只有一种

C ．氧化反应是物质与氧气发生的化学反应

D ．物质与氧气发生的化学反应一定是氧化反应

2．下列物质在氧气中燃烧的现象和所属反应类型正确的是(C ) A ．硫——黄色火焰——化合反应 B ．红磷——蓝色火焰——氧化反应 C ．铁丝——火星四射——化合反应 D ．木炭——白色火焰——化合反应

3．蜡烛、硫粉分别在空气中燃烧，关于它们的说法不正确的是(C ) A ．都产生火焰 B ．都放出热量 C ．都是化合反应 D ．都会生成纯净物

4．甲、乙、丙是三个实验的示意图，根据图中所发生的化学反应的现象及化学反应原理，进行总结归纳并回答下列问题。

(1)所发生的三个反应有多个共同的特点，分别是：

①都是化合反应；②都与氧气反应；③生成物都是氧化物；④反应都放出大量的热；⑤反应条件都是点燃；⑥都是气体与固体反应……(只答四点即可)

(2)任选上述三个实验中的一个，写出反应的文字表达式：硫＋氧气――→点燃

二氧化硫(或磷＋氧气――→点燃五氧化二磷；或铁＋氧气――→点燃四氧化三铁)。

课题3 制取氧气

【学习目标】

1．了解实验室制取氧气的反应原理和实验过程。 2．认识催化剂和催化作用。

3．认识分解反应，了解分解反应和化合反应的区别。 【重点难点】

1．氧气的制法及实验操作。 2．催化剂的概念和催化作用。 学习内容一 用高锰酸钾加热制取氧气 【学习指导】

阅读课本第37页的有关内容，完成下列填空。

1．高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时，分解放出氧气，同时还有锰酸钾和二氧化锰生成。反应的文字表达式为：高锰酸钾――→加热

锰酸钾＋二氧化锰＋氧气。

2．课本实验2－5

【讨论交流】

1．实验室用高锰酸钾制取氧气时，为什么要在试管口放一团棉花？

2．收集氧气时，可用什么方法？ 【温馨点拨】

1．防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。 2．可用排水法或向上排空气法收集氧气。 【名师归纳】

实验室加热固体制氧气的反应原理： 氯酸钾――→二氧化锰加热

氯化钾＋氧气 高锰酸钾――→加热锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 【反馈练习】

1．现有下列仪器：①烧杯 ②酒精灯 ③铁架台 ④试管 ⑤托盘天平 ⑥集气瓶，实验室用高锰酸钾制取氧气时不需要的仪器是(A )

A ．①⑤

B ．①②④⑥

C ．①②⑤

D ．①②③⑤

2．下列关于实验室用高锰酸钾制取氧气的说法正确的是(C ) A ．发生装置选用长颈漏斗和锥形瓶 B ．反应不需要加热

C ．实验前先检查装置的气密性

D ．验满时将带火星的木条伸入集气瓶中

3．某同学在使用高锰酸钾制取氧气时发生了试管破裂的情况，造成试管破裂的原因可能是下列中的(D )

①没有给试管均匀预热 ②试管外壁有水珠

③试管口没有略微向下倾斜 ④加热时试管底部与灯芯接触 ⑤收集氧气结束时，先撤去

酒精灯

A．①②③④ B．①②③⑤

C．②③④⑤ D．①②③④⑤

学习内容二用过氧化氢制氧气和催化剂

【学习指导】

阅读课本第38～39页的相关内容，完成下列填空。

【讨论交流】

1．用过的二氧化锰能否再次使用？

2．催化剂的本质和作用是什么？

【温馨点拨】

1．向用过的二氧化锰中再次加入过氧化氢溶液，观察能否再次使带火星的木条复燃？

带火星的木条复燃。以上实验可重复多次，好像二氧化锰永远用不完。如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，你会发现它的质量并没有发生变化。把它再加入到过氧化氢溶液中，还可以使过氧化氢分解。

2．①这种在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂(又叫做触煤)。催化剂的本质是“一变二不变”。

②催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 【名师归纳】

1．过氧化氢――→二氧化锰

水＋氧气

2．过氧化氢在常温下能缓慢分解成水和氧气。 3．催化剂的物理性质在化学反应前后可能改变。 4．催化剂的作用是改变其他物质的化学反应速率。 5．催化剂不能改变生成物的质量。 6．离开化学反应就不存在催化剂。 【反馈练习】

1．下列各组物质，可以较快地放出氧气的一组是(C )

①过氧化氢溶液 ②纯净的二氧化锰 ③高锰酸钾受热 ④过氧化氢溶液和二氧化锰 A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．全部

2．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比，正确的是(D )

A ．反应速率不变

B ．生成氧气质量不变

C ．反应速率加快，生成氧气质量不变

D ．反应速率加快，生成氧气质量增加 学习内容三 分解反应和氧气的工业制法 【学习指导】

阅读课本第39～40页的有关内容，完成下列填空。

1．由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。

2．A.过氧化氢――→二氧化锰

水＋氧气 B ．红磷＋氧气――→点燃五氧化二磷 C ．氯酸钾――→二氧化锰加热

氯化钾＋氧气 D ．高锰酸钾――→加热锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

以上四个反应属于化合反应的是B ，属于分解反应的是ACD 。 3．比较分解反应和化合反应

4.工业制氧气：把空气在低温条件下加压，使空气变为液态，然后蒸发，利用氧气和氮气的沸点不同，先蒸发出来的是氮气，剩下的主要是液氧。

【名师归纳】

1．由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。分解反应就是一变多的反应。即AB ―→A＋B 。

2．实验室制氧气量少，操作简单，现象明显，制氧气的纯度高；工业制氧气量大，纯度相对低一些。

【反馈练习】

1．下列反应属于分解反应的是(B ) A ．甲烷＋氧气――→点燃

二氧化碳＋水 B ．碱式碳酸铜――→加热氧化铜＋二氧化碳＋水 C ．泥水―→泥＋水

D ．一氧化碳＋氧气――→点燃二氧化碳

2．下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是(B ) A ．液化蒸发空气制取氧气属于分解反应 B ．液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化 C ．液氧是无色的

D ．液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中 3．小敏同学对下列反应进行归纳，主要有： ①石蜡＋氧气――→点燃二氧化碳＋水

②碳酸钠＋盐酸―→氯化钠＋水＋二氧化碳 ③锌＋盐酸―→氯化锌＋氢气

④硫酸铜＋氢氧化钠―→氢氧化铜＋硫酸钠 ⑤汞＋氧气――→加热氧化汞 ⑥磷＋氧气――→点燃五氧化二磷 ⑦铝＋氧气――→点燃氧化铝 ⑧碳＋氧气――→点燃二氧化碳 ⑨过氧化氢――→二氧化锰水＋氧气

⑩高锰酸钾――→加热

锰酸钾＋二氧化锰＋氧气 ?铁＋氧气――→点燃四氧化三铁 其中属于化合反应的是⑤⑥⑦⑧?； 属于分解反应的是⑨⑩；

物质发生氧化反应的是①⑤⑥⑦⑧?。

实验活动1 氧气的实验室制取与性质

【学习目标】

1．学习实验室制取氧气的方法。 2．加深对氧气性质的认识。 【重点难点】

1．练习连接仪器的基本操作，动手制取氧气，并验证氧气的化学性质。 2．初步了解通过化学实验制取新物质的方法。

学习内容一 选择加热高锰酸钾制取氧气的发生装置和收集装置 【学习指导】

阅读课本第45～46页的有关内容，完成下列填空。

制取气体的装置分为发生装置和收集装置，发生装置由反应物的状态和反应条件决定。收集装置由气体的密度和水溶性决定。气体的收集方法有向上排空气法、向下排空气法、排水集气法。当气体的密度比空气的大且不与空气中的任何成分发生反应时，可以用向上排空气法；当气体的密度比空气的小且不与空气中的任何成分发生反应时，可以用向下排空气法；当气体不易溶于水且不与水发生反应时，可以用排水集气法。用排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶的底部；用排水法收集气体时，导管的末端伸到集气瓶口内一小部分即可。

【交流讨论】

1．课本第45页加热高锰酸钾制取氧气的实验中使用了哪些仪器？

2．气体的发生装置有几种类型？

【温馨点拨】

1．大试管、试管夹、单孔橡胶塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片。

2．固固加热型装置，固液不需加热型装置，这两类发生装置较常见。

【名师归纳】

要确定气体的发生装置，必须考虑反应物的状态和反应条件；确定气体的收集装置要考虑气体的水溶性和密度。

【反馈练习】

1．实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，双氧水是液体，二氧化锰是固体，反应条件不需加热，发生装置选用固液不需加热型；加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾是固体，反应条件需要加热，发生装置选用固固加热型。

2．如图所示的装置中，其中收集氧气时可选用(C)

A．①② B．③④ C．①⑤ D．①④

3．实验室有如下图所示的仪器装置，某同学准备利用这些仪器装置及相关试剂制取氧气。下列有关说法正确的是(B)

A．用高锰酸钾制取氧气时需要二氧化锰作催化剂

B．用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置C．要选用Ⅳ收集氧气

D．用Ⅴ收集氧气时，应从导管a通入氧气

学习内容二加热高锰酸钾制取氧气的步骤

【学习指导】

阅读课本第45－46页的内容，完成下表。